專利名稱：一種塞拉門螺旋雙搖桿復合鉸槽型凸輪組合空間機構的制作方法
技術領域：
本發明一種塞拉門螺旋雙搖桿復合鉸槽型凸輪組合空間機構涉及的是一種車輛塞拉門的塞拉密封啟閉機構，特別是一種高鐵或其他軌道車輛塞拉門的螺旋雙搖桿復合鉸槽型凸輪組合空間機構。
背景技術：
軌道車輛塞拉門一般為兩扇或一扇，為兩扇時一方面要實現兩扇對開和對關的門扇啟閉移動運動，另一方面要實現對開時向外或對關時向內的門扇塞拉運動，以保證關門后有良好的密封效果；為一扇時也要實現上述的塞拉密封啟閉運動，只不過是實現一扇的單開和單關而已。為實現此塞拉密封啟閉功能，國內外現有塞拉門大體分為三種類型
1)國產A公司的A型塞拉門，沿X方向實現門的對開與關，沿y方向實現塞拉運動達到密封，但是沿χ方向運動的主軸不固定，它同時沿y方向移動，因此主軸穩定性稍差，結構尺寸大，占用的空間大；
2)國外B公司的B型塞拉門，沿χ方向實現門的對開與關，χ方向移動的主軸固定， 剛性好，塞拉運動是采用繞χ軸旋轉的搖桿擺動，帶動雙搖桿機構實現門的塞拉，其剛性較好，但結構尺寸較大，且作塞拉時門扇有一個上下的擺動量，會影響門扇快速開關時的動態穩定性；
3)國外C公司的C型塞拉門，同樣沿χ方向實現門的對開與關，主軸固定，門的塞拉運動是采用繞ζ軸轉動的四桿機構實現的，其剛性較好，但作塞拉時門扇沿ζ軸方向須加強支撐，使得結構尺寸較大，成本較高。如何克服現有技術不足，使塞拉門設計既能實現重量輕、尺寸小的輕量化，又能實現運動-密封的可靠性和降低成本的經濟性，是人們一直在關注和研究的問題。

發明內容
本發明目的是針對現有技術的不足之處，提供一種塞拉門螺旋雙搖桿復合鉸槽型凸輪組合空間機構，在保證基本功能的前提下，實現簡化結構，減小尺寸和重量、降低制造成本、提高運動-密封可靠性的目的。本發明一種塞拉門螺旋雙搖桿復合鉸槽型凸輪組合空間機構是采取以下技術方案實現
本發明一種塞拉門螺旋雙搖桿復合鉸槽型凸輪組合空間機構包括電機、聯軸器、螺桿、 承載軸、軸套、螺母、短搖桿、攜門搖桿(簡稱搖桿)、連桿、門把、滾子、滾子軸、槽型凸輪、門扇和門架，其中螺桿、螺母、門架組成螺旋機構；承載軸、軸套、短搖桿、搖桿、連桿組成雙搖桿機構；承載軸、搖桿又與滾子、滾子軸、槽型凸輪、門把、門扇、門架組成槽型凸輪機構；連桿上端與短搖桿組成轉動副，下端與搖桿、門把組成復合鉸，所述螺旋機構、雙搖桿機構和槽型凸輪機構聯接組成螺旋雙搖桿復合鉸槽型凸輪組合空間機構。
門架與車體相固結，門架上固定的電機通過聯軸器與螺桿相聯接，螺桿另一端也固結于門架，螺桿上裝有螺母，短搖桿與螺母固為一體簡稱短搖桿，可沿螺桿縱向移動和繞螺桿回轉中心作小幅轉動；連桿上端與短搖桿組成轉動副，下端與攜門搖桿、門把組成復合鉸；承載軸兩端固定在門架上，其上軸套與攜門搖桿相固結簡稱搖桿，攜門搖桿能沿承載軸的軸線X方向輕松滑動，同時可以繞軸線X轉動；門把右端與門扇用螺釘相固聯，中部裝有滾子軸和滾子，滾子可沿槽型凸輪滾動，所述槽型凸輪可采用直線加折線或其它曲線形狀。當滾子在門把的帶動下沿槽型凸輪的直線部分移動時，能帶動塞拉門走直線軌跡，實現門扇的開與關；當滾子走到槽型凸輪的折線部分時，則帶動塞拉門走一段折線，實現門扇的塞拉復合運動。可在門扇下方設置與上方對稱的滾子槽型凸輪機構，門扇有上下對稱支撐、同步運動的特點，則在運動過程中具有更好的剛度和穩定性。本發明機構的工作原理電機得電后通過聯軸器驅動螺桿轉動，帶動螺母及其上短搖桿沿X軸作直線移動，短搖桿通過連桿帶動門把及門扇沿χ方向移動，實現門扇的開與關；由于門把與門扇是被動運動，其上滾子受槽型凸輪形狀的限制，若槽型凸輪設計成直線加折線的幾何形狀，直線控制門扇的直線開與關，如圖1中雙點劃線所示，而折線段迫使門扇走一段折線，以實現門扇的塞拉復合運動，如圖1中實線所示；由圖2可清楚的看到此空間機構在YOZ平面內螺旋、雙搖桿、凸輪機構的聯接與運動情況。本發明的有益效果用于高鐵或其他軌道車輛塞拉門的塞拉密封與啟閉機構，要求門扇啟閉迅速，塞拉密封可靠。本發明一種塞拉門螺旋雙搖桿復合鉸槽型凸輪組合空間機構，與上述國內外塞拉門機構相比，具有以下特點
1)承載軸兩端固定在門架上，與國產A型塞拉門承載軸整體參與運動情況相比，不僅強度、剛度均有顯著增加，且運動部分質量大大下降，可實現傳動機構的輕量化；
2)與國外B型塞拉門相比，將搖桿中間的轉動副改為由連桿、搖桿、門把組成的復合鉸，直接帶動門把門扇，一方面能分擔搖桿的承載力，另一方面使結構更緊湊，且保留了 B 型門良好的門扇動態穩定性、塞拉密封可靠性與門扇啟閉迅速等特點；
3)搖桿與門扇上的門把相鉸接，通過凸輪機構作塞拉與啟閉運動，其受力較大，機構中巧妙地將其與固定的承載軸相鉸接，一方面使搖桿強度、剛度顯著提高，另一方面大大提高了搖桿自身的承載能力和運動穩定性；
4)由于機構各運動副的巧妙布局，使得承載軸、搖桿為主承載件，連桿為非主承載件， 一方面受力情況改善，一方面使得短搖桿轉角較小，使機構摩擦磨損小，潤滑易于實現，傳動效率較高。5)本發明的塞拉門機構，不僅適于普通塞拉距離的塞拉門，同時也適合具有微動塞拉的塞拉門機構，此時只需調整槽型凸輪的形狀尺寸即可。


以下將結合實施例附圖對本發明作進一步說明
圖1是本發明電機聯軸器傳動的塞拉門空間機構原理圖。圖2是本發明塞拉門空間機構YOZ平面原理圖。圖3是本發明電機齒輪傳動的塞拉門空間機構原理圖。圖4是本發明電機齒帶傳動的塞拉門空間機構原理圖。
具體實施例方式參照附圖1 4，本發明一種塞拉門螺旋雙搖桿復合鉸槽型凸輪組合空間機構包括電機1、聯軸器2、螺桿3、承載軸4、軸套5、螺母6、短搖桿7、攜門搖桿(簡稱搖桿)8、連桿 9、門把10、滾子11、滾子軸12、槽型凸輪13、門扇14、門架15組成，其中螺桿3、螺母6、門架 15組成螺旋機構；承載軸4、軸套5、短搖桿7、搖桿8、連桿9組成雙搖桿機構；承載軸4、搖桿8又與滾子11、滾子軸12、槽型凸輪13、門把10、門扇14、門架15組成槽型凸輪機構；由于連桿9上端與短搖桿7組成轉動副，下端與搖桿8、門把10組成復合鉸，所述螺旋機構、雙搖桿機構和槽型凸輪機構聯接組成螺旋雙搖桿復合鉸槽型凸輪組合空間機構。門架15與車體相固結，門架15上固定的電機1通過聯軸器2與螺桿3相聯接，螺桿3另一端也固結于門架15，螺桿3上裝有螺母6，短搖桿7與螺母6固為一體，可沿螺桿 3縱向移動和繞螺桿3回轉中心作小幅轉動；連桿9上端與短搖桿7組成轉動副，下端與攜門搖桿8、門把10組成復合鉸；承載軸4兩端固定在門架15上，其上軸套5與攜門搖桿8 相固結，攜門搖桿能沿承載軸4的軸線X方向輕松滑動，同時可以繞軸線X轉動；門把10右端與門扇14用螺釘相固聯，中部裝有滾子軸12和滾子11，滾子11可沿槽型凸輪13滾動。 所述槽型凸輪13采用直線加折線或其它曲線形狀。當所述滾子11在門把10的帶動下沿槽型凸輪13的直線部分移動時，能帶動塞拉門走直線軌跡，實現門扇14的開與關；當所述滾子11走到槽型凸輪13的折線部分時，則帶動塞拉門走一段折線，實現門扇14的塞拉復合運動。在所述門扇下方設置與上方對稱的滾子槽型凸輪機構，門扇有上下對稱支撐，同步運動，則在運動過程中具有更好的剛度和穩定性。由圖1可知，塞拉門的塞拉啟閉運動可按下述過程實現電機1得電后通過聯軸器 2驅動螺桿3轉動，帶動螺母6及其上短搖桿7沿X軸作直線移動，短搖桿7通過連桿9帶動門把10及門扇14沿χ方向移動，實現門扇14的開與關；由于門把10與門扇14是被動運動，其上滾子11受槽型凸輪13形狀的限制，若槽型凸輪13設計成直線加折線的幾何形狀，直線控制門扇14的直線開與關，如圖1中雙點劃線所示，而折線段迫使門扇14走一段折線，以實現門扇14的塞拉復合運動，如圖1中實線所示；由圖2可清楚的看到此空間機構在YOZ平面內螺旋、雙搖桿、凸輪機構的聯接與運動情況。將圖1中電機通過聯軸器傳動改為電機通過一對齒輪或齒輪齒帶傳動，可分別獲得如圖3、4所示塞拉門螺旋雙搖桿復合鉸槽型凸輪組合空間機構的兩個實施例，此兩個實施例與圖1情況相比，沿X方向的縱向尺寸均有所減小，圖3中電機1通過齒輪2A、2B傳動時，要求齒輪有較小的側隙，以保證傳動精度和使用壽命；圖4中電機1通過齒輪2C、2E及齒帶2D傳動時，會進一步降低傳動噪聲。本發明的有益效果用于高鐵或其他軌道車輛塞拉門的塞拉密封與啟閉機構，要求門扇啟閉迅速，塞拉密封可靠。本發明塞拉門螺旋雙搖桿復合鉸槽型凸輪組合空間機構， 與上述國內外塞拉門機構相比，具有以下特點
1)承載軸兩端固定在門架上，與國產A型塞拉門承載軸整體參與運動情況相比，不僅強度、剛度均有顯著增加，且運動部分質量大大下降，可實現傳動機構的輕量化；
2)與國外B型塞拉門相比，將搖桿中間的轉動副取消，改為由連桿、搖桿、門把組成的復合鉸，直接帶動門把門扇，一方面能分擔搖桿的承載力，另一方面使結構更緊湊，且保留了 B型門良好的門扇動態穩定性、塞拉密封可靠性與門扇啟閉迅速等特點；
3)搖桿與門扇上的門把相鉸接，通過凸輪機構作塞拉與啟閉運動，其受力較大，機構中巧妙地將其與固定的承載軸相鉸接，一方面使搖桿強度、剛度顯著提高，另一方面大大提高了搖桿自身的承載能力和運動穩定性；
4)由于機構各運動副的巧妙布局，使得承載軸、搖桿為主承載件，連桿為非主承載件， 一方面受力情況改善，一方面使得短搖桿轉角較小，使機構摩擦磨損小，潤滑易于實現，傳動效率較高。
權利要求
1.一種塞拉門螺旋雙搖桿復合鉸槽型凸輪組合空間機構，其特征在于包括電機、聯軸器、螺桿、承載軸、軸套、螺母、短搖桿、攜門搖桿、連桿、門把、滾子、滾子軸、槽型凸輪、門扇和門架，其中螺桿、螺母、門架組成螺旋機構；承載軸、軸套、短搖桿、搖桿、連桿組成雙搖桿機構；承載軸、搖桿又與滾子、滾子軸、槽型凸輪、門把、門扇、門架組成槽型凸輪機構；連桿上端與短搖桿組成轉動副，下端與搖桿、門把組成復合鉸，所述螺旋機構、雙搖桿機構和槽型凸輪機構聯接組成螺旋雙搖桿復合鉸槽型凸輪組合空間機構。
2.根據權利要求1所述的一種塞拉門螺旋雙搖桿復合鉸槽型凸輪組合空間機構，其特征在于所述門架與車體相固結，門架上固定的電機通過聯軸器與螺桿相聯接，螺桿另一端也固結于門架，螺桿上裝有螺母，短搖桿與螺母固為一體，可沿螺桿縱向移動和繞螺桿回轉中心作小幅轉動；連桿上端與短搖桿組成轉動副，下端與搖桿、門把組成復合鉸；承載軸兩端固定在門架上，其上軸套與攜門搖桿相固結，攜門搖桿能沿承載軸的軸線X方向輕松滑動，同時可以繞軸線X轉動；門把右端與門扇用螺釘相固聯，中部裝有滾子軸和滾子，滾子沿槽型凸輪滾動。
3.根據權利要求1所述的一種塞拉門螺旋雙搖桿復合鉸槽型凸輪組合空間機構，其特征在于所述槽型凸輪采用直線加折線或其它曲線形狀。
4.根據權利要求1所述的一種塞拉門螺旋雙搖桿復合鉸槽型凸輪組合空間機構，其特征在于當所述滾子在門把的帶動下沿槽型凸輪的直線部分移動時，能帶動塞拉門走直線軌跡，實現門扇的開與關；當所述滾子走到槽型凸輪的折線部分時，則帶動塞拉門走一段折線，實現門扇的塞拉復合運動。
5.根據權利要求1所述的一種塞拉門螺旋雙搖桿復合鉸槽型凸輪組合空間機構，其特征在于在所述門扇下方設置與上方對稱的滾子槽型凸輪機構，使得門扇有上下對稱支撐， 易于實現同步運動。
全文摘要
本發明一種塞拉門螺旋雙搖桿復合鉸槽型凸輪組合空間機構涉及的是一種車輛塞拉門的塞拉密封啟閉機構，特別是一種高鐵或其他軌道車輛塞拉門的螺旋雙搖桿復合鉸槽型凸輪組合空間機構，包括電機、聯軸器、螺桿、承載軸、軸套、螺母、短搖桿、攜門搖桿(簡稱搖桿)、連桿、門把、滾子、滾子軸、槽型凸輪、門扇和門架，其中螺桿、螺母、門架組成螺旋機構；承載軸、軸套、短搖桿、搖桿、連桿組成雙搖桿機構；承載軸、搖桿又與滾子、滾子軸、槽型凸輪、門把、門扇、門架組成槽型凸輪機構；連桿上端與短搖桿組成轉動副，下端與搖桿、門把組成復合鉸，所述螺旋機構、雙搖桿機構和槽型凸輪機構聯接組成螺旋雙搖桿復合鉸槽型凸輪組合空間機構。
文檔編號E05F15/10GK102305005SQ20111024841
公開日2012年1月4日 申請日期2011年8月26日 優先權日2011年8月26日
發明者劉極峰, 楊小蘭 申請人:南京工程學院